CN111328693B - 薄膜水耕栽培用部件以及薄膜水耕栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的薄膜水耕栽培用部件以及薄膜水耕栽培方法，能够栽培稳定的品质的叶菜类、果菜类等并且能够增加收获量。薄膜水耕栽培用部件(1)具有：栽培床槽(2)、定植平板(3)、凸状部件(4)、防水性片材(5)以及亲水性片材(6)。穿过定植平板(3)的种植孔(3a)而将苗根团(7)载置在凸状部件(4)上，使培养液在栽培床槽(2)的底面(2b)流动，由此使植物生长。从排水槽(2e)与凸状部件(4)之间的通气空间(8)对根供给空气(氧)。

Description

薄膜水耕栽培用部件以及薄膜水耕栽培方法

技术领域

本发明涉及植物的营养液栽培用部件以及使用了该营养液栽培用部件的植物的营养液栽培方法，特别是涉及即使在根密生的植物的栽培中，也良好地向根供给氧的营养液栽培用部件以及营养液栽培方法。

背景技术

以往的叶菜类、果菜类的栽培是以露天栽培以及温室栽培为中心。但是这些栽培方法存在以下问题：由于天气反常、连种障碍等原因而无法进行稳定的蔬菜生产，栽培场所由于气象、农业用水的条件而被限定，由于肥料的流出而存在对自然环境的负担等。

近年来，尝试通过使用营养液等的水耕栽培来进行叶菜类、果菜类的栽培。水耕栽培具有以下优点：能够进行不被天气左右的稳定的蔬菜的生产、不限定栽培场所、能够进行肥料的流出少的栽培等。专利文献1(日本特开2006-136311号公报)公开了营养液的水耕栽培的技术，并公开了通过供给将敷设于栽培床的底面的保水片材浸湿的程度的营养液来进行栽培，从而能够进行稳定的农作物的生长的栽培方法。

在营养液栽培方法中，适当地进行向根供给营养液和供给氧是很重要的。但是有时由于植物的根的生长而使根的培育空间成为密生状态，氧无法充分地供给。作为改善这些的方法，专利文献2(日本特开2000-50754号公报)公开了能够结合根的生长而对水耕栽培用床主体与盖之间进行调整的方法。

然而，在专利文献2的方法中，需要结合根的生长而多次调整盖的高度，不仅需要关于栽培的植物的根的生长的专业知识，而且还存在高度调整作业的麻烦的问题。另外，在如黄瓜等那样由于根伸展、密集而导致成为垫状的植物的情况下，存在植物的生长变得缓慢这样的问题。根的生长活跃的场所(以下也称为“根群发达层”)以被供给营养液的场所、即成为垫状的根的下部区域为主。因此在专利文献2的方法中，可推测出未充分地向该垫状的下部区域(根群发达层)供给氧。

专利文献1:日本特开2006-136311号公报

专利文献2:日本特开2000-50754号公报

如上述那样，在使用营养液的水耕栽培中，对根群发达层适当地供给氧很重要。如黄瓜等那样根的生长活跃，栽培根在栽培床槽内密集而成为垫状的植物的情况下，难以对根群发达层区域供给适当量的氧。对于果菜类等的栽培而言，栽培期间长，根成为显著地密生的状态，因此难以供给适当量的氧。

发明内容

本发明的目的在于提供能够栽培稳定的品质的叶菜类、果菜类等，并且能够增加收获量的营养液栽培用部件以及营养液栽培方法。

本申请的发明人们鉴于上述课题进行认真研究的结果发现：生长密集而成为垫状的根(以下也称为“根群”)在根群中与营养液接触的下层部(根群发达层)中生长显著，根以推顶根群整体的方式逐渐发达。进而发现通过有效地向该根的生长显著的根群发达层供给氧，从而能够解决上述课题。

本发明的营养液栽培用部件具有：栽培床槽，在其底面具有坡度；和定植平板，其配置在所述栽培床槽之上且贯穿设置有多个种植孔，在所述栽培床槽的底面设置有排水槽。以覆盖于所述排水槽的方式配置亲水性片材，在所述亲水性片材与所述排水槽的底面之间形成有通气空间。

在本发明的营养液栽培方法中，穿过本发明的营养液栽培用部件的上述种植孔来配置苗根团，使培养液在所述栽培床槽的底面流动以使植物生长。

在本发明的一个方式中，在所述种植孔的下方的所述栽培床槽的底面上配置有苗根团载置用的凸状部件，所述亲水性片材重叠于该凸状部件的上表面。该凸状部件可以与栽培床槽一体，也可以分体设置。

在本发明的一个方式中，所述凸状部件跨越所述排水槽而配置，所述凸状部件的下侧成为所述通气空间。

在本发明的一个方式中，在所述栽培床槽的底面与所述凸状部件抵接的抵接部，存在能够使水以及气体通过的连通部。

在本发明的一个方式中，在所述凸状部件设置有开口。

在本发明的一个方式中，在所述栽培床槽的底面设置防水性片材，所述亲水性片材配置于防水性片材的上侧。

本发明的营养液栽培用部件，在使底面具有坡度的栽培床槽之上配置贯穿设置有多个种植孔的定植平板，在上述栽培床槽的底面具有排水槽，并且在上述排水槽的上表面配置亲水性片材，将亲水性片材与排水槽底面之间作为通气空间。经由该通气空间，即使对于密集的根群发达层也能够高效地供给营养液和氧。因此通过使用本发明的营养液栽培用部件，从而即使根的生长快且容易成为根群的植物也能够充分地栽培。

因此根据本发明，可提供能够栽培稳定的品质的叶菜类、果菜类等，并且能够增加收获量的营养液栽培用部件以及营养液栽培方法。

本发明的营养液栽培用部件优选为在栽培床槽的底面具备防水性片材。通过在栽培床槽的底面具备防水性片材，从而能够防止营养液从栽培床槽泄漏。另外，在将多个栽培床槽连接来进行栽培的情况下，也能够防止营养液从该连接部泄漏。

附图说明

图1是实施方式的营养液栽培用部件的剖视立体图。

图2是实施方式的营养液栽培用部件的剖视图。

图3是栽培床槽的立体图。

图4是凸状部件的立体图。

图5是实施方式的栽培系统的俯视图。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细地说明，但本发明不限制于下述实施方式。

图1是表示实施方式的营养液栽培用部件的剖视立体图，图2是其一部分的放大剖视图。在图2中也示出从苗根团伸展而成为密集状的根。图3、图4是栽培床槽以及凸状部件的立体图。

营养液栽培用部件1分别具有：发泡塑料等发泡塑料制的栽培床槽2以及定植平板3、凸状部件4、防水性片材5以及亲水性片材6。

如图3明示的那样，栽培床槽2是上表面开放且向一个方向延伸的长框状，具有：具备一对长侧壁2a、2a和底板部2b的U字形截面形状。

长侧壁2a、2a的上端面与内侧面的交叉角边缘部成为切缺状的台阶部2d，定植平板3的侧缘卡合于该台阶部2d。

在底板部2b的上表面(栽培床槽2的底面)沿栽培床槽2的长度方向延设有排水槽2e。

本实施方式的栽培床槽2成为在底板部2b的上表面(栽培床槽2的底面)不设置坡度，而以具有坡度的方式设置栽培床槽2主体的方式，但也可以成为使底板部2b的上表面(栽培床槽2的底面)具有坡度，而水平地设置栽培床槽2的方式。

在该实施方式中，排水槽2e在底板部2b的宽度方向中央仅设置一条，但排水槽2e的条数也可以是2以上，能够根据营养液以及氧的必要供给量而适当设定。优选在栽培床槽2的宽度W₂方向上100～700mm一条，更优选为200～600mm一条，进一步优选为300～500mm一条。

排水槽2e的深度H₃能够根据供给的营养液的量、栽培床槽的坡度而适当设定，但只要确保供营养液L流动的深度和用于供给湿气中的氧的充分的空间即可。若考虑生产率、部件的成本，则排水槽2e的深度H₃优选为10～50mm，更优选为15～40mm，进一步优选为15～35mm。

排水槽2e的宽度W₁能够根据供给的营养液的量、栽培床槽的坡度而适当设定，但只要成为确保供营养液L流动的深度和用于供给湿气中的氧的充分的空间的宽度即可。若考虑生产率、部件的成本，则排水槽2e的宽度W₁优选为30～200mm，更优选为40～180mm，进一步优选为50～150mm。

栽培床槽2以及定植平板3的长度例如为1000～3000mm左右，但不限定于此。

在定植平板3，以沿长度方向隔开间隔的方式设置有多个种植孔3a。种植孔3a位于凸状部件4的上方。在图示的实施方式中，设置有一条排水槽2e，种植孔3a的列成为一列，但设置有多条排水槽2e，另外种植孔3a也可以设置多列，进而上述排水槽2e与种植孔3a的位置可以不一定在同一线上。

防水性片材5以覆盖栽培床槽2的长侧壁2a、2a的上端面以及内侧面、底板部2b上表面、排水槽2e的底面以及两侧面的方式设置。

以跨越排水槽2e的方式设置有凸状部件4。在该实施方式中，凸状部件4具有大致半圆筒形的主体部4c，从该主体部4c的长度方向的两侧边朝向外侧突出设置有凸缘部4a。在主体部4c且在该凸缘部4a附近，沿长度方向隔开间隔地设置有多个开口4b。

主体部4c不局限于半圆筒形，也可以是半椭圆形、向下コ字形等截面形状。开口4b的形状只要是能够使营养液和空气通过的形状，则不特别限定，例如也可以是圆形状、椭圆形状或者狭缝形状。

开口4b的位置不特别限定，但优选设置于距离凸缘部4a高度为5～50mm，特别是5～40mm，尤其是5～30mm之间。

凸状部件4配置为：在敷设有防水性片材5后，主体部4c跨越排水槽2e而凸缘部4a、4a沿着排水槽2e的边缘部延伸。在凸缘部4a与其下侧的防水性片材5之间，通过凸状部件4的挠曲、防水性片材5的褶皱等而形成有供液体以及空气通过的连通部4d。另外，为了增大连通部4d的高度，也可以配置隔离物、或在凸缘部4a的下表面设置突起。由该凸状部件4和排水槽2e包围的空间成为通气空间8。

凸状部件4的高度不特别限定，能够根据栽培床槽2与定植平板3之间的空间S的高度、和栽培的植物而适当设定，但从凸状部件4的顶部到定植平板3的下表面的高度H₁优选为20～100mm，特别优选为20～80mm。

栽培床槽2的底板部2b与定植平板3之间的高度H₂能够根据栽培的植物的种类、栽培的期间而适当设定，但考虑生产率、材料的成本，则优选成为50mm～150mm左右。

以覆盖该栽培床槽2的长侧壁2a的上端面以及内侧面、排水槽2e以外的底板部2b上表面、以及凸状部件4的上表面的方式设置亲水性片材6。亲水性片材6能够使空气透过并且通过毛细作用来汲取液体，此外只要是不使根通过的材料，则不特别限定。例如可列举出：无纺布、纸、布等。作为该亲水性片材，能够使用作为“遮根片”而出售的部件。

这样构成的营养液栽培用部件1多个对接，成为长度10～100m的栽培床槽列10(图5)。防水性片材5跨越各栽培床槽2而连续敷设。由此防止从栽培床槽2彼此的对接面漏水。

穿过覆盖于各栽培床槽2的定植平板3的种植孔3a而将苗根团7载置于凸状部件4上，通过使培养液在栽培床槽2的底面2b流动而使植物生长。由此在由长侧壁2a、2a、底板部2b以及定植平板3包围的生长空间S，根7r(图2)从苗根团7伸展。

通过使用凸状部件4，从而能够使栽培床槽2与定植平板3之间的生长空间S成为适度的空间，并且苗根团7不被营养液的流体冲洗，因此抑制苗根团7的培养基溃散、或培养基流出。

通过配置凸状部件4、排水槽2e以及亲水性片材6，从而能够抑制在栽培床槽2的底面流动的营养液的流动因栽培的植物的根的生长而被阻碍、或营养液滞留。即，通过使滞留的营养液流入该排水槽2e，从而能够抑制营养液的滞留，能够抑制栽培的植物的根淹没于营养液而成为氧不足，并且能够对植物的根供给适当量的营养液。

能够从通气空间8穿过连通部4d和开口4b以及亲水性片材6，将排水槽2e内与通气空间8内的氧(空气)高效地向在根生长空间S生长而密集的根的根群发达层R供给。

根据本发明的营养液栽培方法，能够产生在水中生长的水中根、和保持在湿气中具有很多根毛的湿气中根的具有两个不同形态、功能的根。水中根主要吸收营养液中的肥料和水，湿气中根主要从湿气中直接吸收氧。

利用本发明的营养液栽培方法而生长的植物的根群能够成为具有：很多水中根占据的区域、很多湿气中根占据的区域、以及水中根和湿气中根混合存在的区域这三个区域的根群。此外，通过向水中根和湿气中根混合存在的区域、和很多水中根占据的区域高效地供给氧，从而能够抑制在根密生的状态下溶解氧不足，能够增加收获量。

本发明的营养液栽培用部件特别适于水深较浅、向根供给氧容易的薄膜水耕栽培(以后也称为“NFT”)。

本发明能够优选用于根较多地生长的果菜类的栽培，更优选用于葫芦科的植物的栽培，进一步优选能够适用于黄瓜的栽培。

图5是表示本发明的实施方式的营养液栽培系统的俯视图。

在图5中，在温室内将多个栽培床槽2以多个串联的方式连接而成为栽培床槽列10，将该栽培床槽列10(图示中为四列)排列多列而成为栽培床槽组20，将栽培床槽组20并列多个设置。对于一个栽培床槽列10而言，将多个栽培床槽2串联排列，跨越各栽培床槽2敷设防水性片材5。由此，防止从栽培床槽2彼此对接面的漏水。构成一个栽培床槽列10的栽培床槽2的数量为5～100个左右，但不限定于此。

各个栽培床槽列10以从长度方向的一端部朝向另一端部具有流水坡度的方式以大约1/80～1/200左右的坡度设置。在一个栽培床槽组20附带设置一个副罐33。

该营养液栽培系统具有贮存营养液的主罐26。从附带供给控制阀24a、25a的配管24、25向该主罐26供给液肥和水，来调制规定浓度的营养液。在主罐26调制出的规定浓度的营养液经由泵27、配管28、三通阀29、流量计30以及球形旋塞31而分配供给于各副罐33。构成为：在三通阀29连接有给水用配管32，通过对该三通阀29进行切换操作，由此能够将来自配管32的水向副罐33供给。

副罐33内的液体经由泵34、配管35以及阀36而向各栽培床槽列10供给。

通过将在主罐26调制成的营养液向副罐33供给并预先贮存，从而能够将在主罐26调制成的均匀的浓度的营养液总是向各栽培床槽列10供给。

在图5中，使一个栽培床槽组20所使用的营养液，经由配管37而返回至该栽培床槽组20的副罐33，使营养液循环。通过球形旋塞31从主罐26向副罐33内追加供给营养液或者来自配管32的水，从而能够将副罐33内的营养液的液面水平维持为恒定。

如图5那样，通过对每个栽培床槽组20设置副罐33，从而能够将在副罐33中栽培的营养液管理为比较少量。当收获结束时，优选将用于一个栽培床槽组20的营养液废弃，而用新的营养液开始栽培。

由此，不会受到由于前期的栽培而流出到营养液内的来自根的分泌物(有机酸等)、根的表皮细胞的脱落等的影响，从而下一期栽培的蔬菜也能够稳定地栽培。

在图5中，能够在一部分的栽培床槽组20中继续进行栽培的期间，在其他栽培床槽组20中进行清洁(收获结束后的清洁)等，对各栽培床槽组20的每个，分别进行不同工序。

即使在一个栽培床槽组20产生了病原菌的情况下，也能够抑制病原菌对其他栽培床槽组20的感染。即，由于不会使营养液返回至主罐26，因此污染仅限于使营养液循环的封闭回路(栽培床槽组20)内。

在各栽培床槽组20中栽培的叶菜类、果菜类的栽培后期，从营养液的供给向水的供给进行切换，由此能够使在副罐33和栽培床槽列10循环的营养液的肥料浓度降低。其结果在栽培后期，能够使植物体内的硝酸量逐渐减少，能够在减少了硝酸量的状态下进行叶菜类、果菜类的收获。

植物体内的硝酸若被摄入人体，则与酰胺形式的氮结合而生成亚硝胺。通过在栽培后期降低营养液的肥料浓度，由此能够减少植物体内的硝酸浓度。另外，使用的营养液中的氮、磷酸、钾也在栽培后期成为低浓度，由此在收获结束后营养液废弃时，也能够大幅减少对环境的负担。

实施例

实施例1

将五个图1～4所示的栽培床槽2串联排列而构成长度10m的栽培床槽列10，将四列栽培床槽列10并设而构成栽培床槽组20。设置一组该栽培床槽组20而构成图5所示的栽培系统。使用该系统，在下述条件下栽培黄瓜。作为营养液，使用将营养液浓度设定为EC2.0dS/m，将营养液温度设定为20℃的营养液。收获的结果如表1所示。

栽培面积：60m²

株数：80株(0.75m²/株)

栽培床槽的大小

H₁：50mm

H₂：100mm

H₃：20mm

W₁：100mm

W₂：400mm

栽培床槽的坡度：1/100

营养液的供给量：10升/min

表1

播种	定植	收获期间	换算收获量(t/10公亩)
				8月中旬	9月上旬	10月～12月	15
1月中旬	2月上旬	3月～6月	20
				6月中旬	7月上旬	8月～9月	10

根据表1的结果，通过使用本发明的营养液栽培部件来栽培黄瓜，从而作为1年间的每10公亩的换算收获量，能够收获大约45t。与黄瓜的土耕栽培的平均收获量20～25t/10公亩相比较，使用了本发明的营养液栽培用部件的栽培获得了较多的收获量。

使用特定的方式对本发明进行了详细地说明，但不脱离本发明的意图和范围能够进行各种变更对本领域技术人员是显而易见的。

本申请基于2015年12月7日申请的日本专利申请2015-238746，并引用其全部内容。

附图标记说明：1...营养液栽培用部件；2...栽培床槽；2b...底面；2e...排水槽；3...定植平板；3a...种植孔；4...凸状部件；4b...开口；4d...连通部；5...防水性片材；6...亲水性片材；7...苗根团；8...通气空间；10...栽培床槽列；20...栽培床槽组；26...主罐；29...三通阀；30...流量计；31...球形旋塞。

Claims (9)

1.一种薄膜水耕栽培用部件，具备：

栽培床槽，在其底面具有坡度；和

定植平板，其配置在所述栽培床槽之上且贯穿设置有多个种植孔，

在所述种植孔的下方的所述栽培床槽的底面上配置有苗根团载置用的凸状部件，

亲水性片材重叠于所述凸状部件的上表面，

所述凸状部件的下侧成为通气空间，

所述凸状部件具有主体部，从该主体部的长度方向的两侧边朝向外侧突出设置有凸缘部，在所述主体部且在所述凸缘部附近沿长度方向隔开间隔地设置有多个开口。

2.根据权利要求1所述的薄膜水耕栽培用部件，其特征在于，

所述凸状部件的底部宽度大于所述苗根团的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜水耕栽培用部件，其特征在于，

所述栽培床槽是在底面从长度方向的一端部朝向另一端部具有流水坡度的栽培床槽。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的薄膜水耕栽培用部件，其特征在于，

在所述栽培床槽的底面与所述凸状部件抵接的抵接部，存在能够使水以及气体通过的连通部。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的薄膜水耕栽培用部件，其特征在于，

在所述栽培床槽的底面设置防水性片材，所述亲水性片材配置于防水性片材的上侧。

6.根据权利要求1所述的薄膜水耕栽培用部件，其特征在于，

所述开口设置在距离所述凸缘部5～50mm的位置。

7.一种薄膜水耕栽培方法，其特征在于，

穿过权利要求1～6中的任一项所述的薄膜水耕栽培用部件的所述种植孔来配置苗根团，使培养液在所述栽培床槽的底面流动以使植物生长。

8.根据权利要求7所述的薄膜水耕栽培方法，其特征在于，

所述植物为葫芦科的植物。

9.根据权利要求7或8所述的薄膜水耕栽培方法，其特征在于，

经由所述凸状部件的下侧的通气空间，对根群的下层部供给氧以使植物生长。

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